F#带泛型参数的高阶函数接口实现编译错误如何修复？

问题根源 #

你遇到的编译错误来自两个核心限制：

1. 你定义的I接口中，Reduce是泛型方法，但.NET 普通接口的泛型方法无法携带F#特有的静态成员解析约束（也就是要求泛型类型实现+/*运算符的约束），所以你在实现Reduce方法时，编译器无法确认泛型参数是否支持对应的运算，直接报错。
2. 即使不考虑运算符约束，你在对象表达式中实现泛型接口方法时，没有显式声明泛型参数，也会触发类型无法解析的报错。

解决方案 #

方案1：使用静态解析类型参数实现（推荐） #

你现有代码中的f1方案就是F#处理这类泛型运算符场景的标准实现，完全满足「传入接收两个参数的泛型函数完成运算」的需求：编译期完成类型校验和代码展开，没有运行时开销，原生支持不同类型的列表同时运算，你不需要做额外修改就可以正常使用。

方案2：调整接口实现（仅在必须使用接口抽象时选用） #

如果你的场景必须要用到接口做抽象，需要放弃跨类型的泛型能力，将接口改为泛型接口，分别为不同类型创建实现实例，示例修改代码如下：

module MyModule

type T = Content of int
with 
    static member (+) ((Content i1), (Content i2)) = Content (i1 + i2)
    static member (*) ((Content i1), (Content i2)) = Content (i1 * i2)

type W = { Content: int }
with 
    static member (+) ({Content = i1}, {Content = i2}) = { Content = i1 + i2 }
    static member (*) ({Content = i1}, {Content = i2}) = { Content = i1 * i2 }

type Sum = Sum with static member inline ($) (Sum, (x, y)) = x + y
type Mul = Mul with static member inline ($) (Mul, (x, y)) = x * y

let inline f1 (la: 'a list) (lb: 'b list) reducer = 
    let a = la |> List.reduce (fun x y -> reducer $ (x, y))
    let b = lb |> List.reduce (fun x y -> reducer $ (x, y))
    (a, b)

// 把接口改成泛型接口，每个实例只处理一种类型的运算
type I<'a> = abstract member Reduce : 'a -> 'a -> 'a

// f2对应修改为接收对应类型的reducer
let f2 (la: 'a list) (lb: 'b list) (reducerA: I<'a>) (reducerB: I<'b>) = 
    let a = la |> List.reduce reducerA.Reduce
    let b = lb |> List.reduce reducerB.Reduce
    (a, b)

let main ()=
    let lt = [Content 2; Content 4]
    let lw = [{ Content = 2 }; { Content = 4 }]

    let _ = f1 lt lw Sum
    let _ = f1 lt lw Mul

    // 分别为T和W类型创建加法reducer
    let sumT = { new I<T> with member __.Reduce x y = x + y }
    let sumW = { new I<W> with member __.Reduce x y = x + y }
    let _ = f2 lt lw sumT sumW

    // 分别为T和W类型创建乘法reducer
    let mulT = { new I<T> with member __.Reduce x y = x * y }
    let mulW = { new I<W> with member __.Reduce x y = x * y }
    let _ = f2 lt lw mulT mulW
    0

这种方案的缺点是需要为每种类型单独创建reducer实例，失去了原来单实例支持多类型的泛型能力，还有额外的运行时开销，仅在你必须用接口做抽象的时候选用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Franco Tiveron